特許 7454728 吊上・運送装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-13

(45)【発行日】2024-03-22

(54)【発明の名称】吊上・運送装置

(51)【国際特許分類】

   G21F 5/14 20060101AFI20240314BHJP

   G21F 1/08 20060101ALI20240314BHJP

   G21F 9/28 20060101ALI20240314BHJP

   G21C 19/32 20060101ALI20240314BHJP

   G21F 5/12 20060101ALI20240314BHJP

【ＦＩ】

G21F5/14 T

G21F1/08

G21F9/28 A

G21C19/32 060

G21F5/12 Z

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2023069325

(22)【出願日】2023-04-20

【審査請求日】2023-04-20

(73)【特許権者】

【識別番号】390014568

【氏名又は名称】東芝プラントシステム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000235

【氏名又は名称】弁理士法人 天城国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉田 貴史

(72)【発明者】

【氏名】西崎 雅則

(72)【発明者】

【氏名】進藤 大和

(72)【発明者】

【氏名】富田 文夫

(72)【発明者】

【氏名】加茂 勇樹

【審査官】佐藤 海

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－００８３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０２１６８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２３００２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１９８１０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５０－１４１１００（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００６－２９０５７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１９４９８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２５８４３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０５８７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２６４４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－０３５２９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ２１Ｆ ５／１４

Ｇ２１Ｆ １／０８

Ｇ２１Ｆ ９／２８

Ｇ２１Ｃ １９／３２

Ｇ２１Ｆ ５／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

放射性廃棄物が収納された収納容器を吊り上げる巻上げ・巻下げ機構と、
前記巻上げ・巻下げ機構の下部に設けられ、下端に開口を有し、前記巻上げ・巻下げ機構により巻き上げられた前記収納容器を前記開口から収納する遮蔽筒と、
前記遮蔽筒の前記開口を開閉する開閉扉と、
揚重機との接続部であり、前記遮蔽筒の上部に設けられる吊天秤と、
を備え、
前記開閉扉は、前記遮蔽筒の上下方向中心線と直行する方向にスライドする左側扉および右側扉を有し、前記左側扉および前記右側扉は互いに接近する方向にスライドして前記開口を閉じ、互いに離間する方向にスライドして前記開口を開くものである、吊上・運送装置。

【請求項2】

前記開閉扉は、さらに、
前記遮蔽筒外部の対向する位置に設けられた前記左側扉用のモーターおよび前記右側扉用のモーターと、
前記遮蔽筒外部の対向する位置に設けられ、前期左側扉用のモーターおよび前記右側扉用のモーターの回転に基づいて対応する扉をスライドさせる前記左側扉用の動力伝達部および前記右側扉用の動力伝達部と、
を有する請求項１に記載の吊上・運送装置。

【請求項3】

前記左側および前記右側扉は、
タングステンもしくは鉛で形成されている、
もしくは、タングステンもしくは鉛で表面を覆われた鋼材で形成されている、
請求項２に記載の吊上・運送装置。

【請求項4】

前記左側および前記右側扉の表面が鏡面仕上げされている、
請求項２に記載の吊上・運送装置。

【請求項5】

前記左側および前記右側扉の表面がフッ素加工されている、
請求項２に記載の吊上・運送装置。

【請求項6】

前記遮蔽筒の表面が鏡面仕上げされている、
請求項１に記載の吊上・運送装置。

【請求項7】

前記遮蔽筒の表面がフッ素加工されている、
請求項１に記載の吊上・運送装置。

【請求項8】

前記遮蔽筒は鋼材で形成され、表面が前記鋼材よりも低い温度で溶解する素材でコーティングされており、洗浄時には放射性物質が付着した前記素材を溶解することで前記素材が除去される、
請求項１に記載の吊上・運送装置。

【請求項9】

前記左側および前記右側扉は鋼材で形成されており、表面が前記鋼材よりも低い温度で溶解する素材でコーティングされている、
請求項２に記載の吊上・運送装置。

【請求項10】

前記素材は、タングステンもしくは鉛である、
請求項８または９に記載の吊上・運送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、吊上・運送装置に関する。

【背景技術】

【0002】

原子力発電所の廃止措置において、原子炉圧力容器のような高線量放射性廃棄物は、放射線を飛散させないようにプール内の水中で解体される。解体された高線量放射性廃棄物は、水中で所定の収納容器に収納される。

【0003】

解体された高線量放射性廃棄物が収納された収納容器は、吊上・運送装置が有する巻上機構により水中から吊り上げられ、吊上・運送装置の遮蔽筒内に収納される。そして、吊上・運送装置はクレーン等で所定の遮蔽容器まで運送され、高線量放射性廃棄物を収納した収納容器は遮蔽容器内に収納される。解体された高線量放射性廃棄物の収納容器への収納、収納容器の吊上・運送装置の遮蔽筒への収納、吊上・運送装置のクレーンによる運送、収納容器の遮蔽容器への収納は、遠隔操作で行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００１－２１６８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

収納容器の運送に使用される吊上・運送装置の遮蔽筒は、放射線を遮蔽するために側壁および上面が分厚い鋼材で形成されている。しかし、遮蔽筒の下方は、遠隔操作による収納容器の収納および取り出しを可能にするために、開放状態になっている。そのため、プールから遮蔽容器が置かれている場所までクレーン等で吊上・運送装置を運送する際、開放状態になった遮蔽筒の下方から放射線が漏れ、作業者が被曝するという問題がある。

【0006】

本発明は、上述の事情の下になされたもので、高線量放射性廃棄物が収納された収納容器を吊上・運送装置で運送する際の作業者の被曝の低減を図ることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するための実施形態に係る吊上・運送装置は、巻上げ・巻下げ機構と遮蔽筒と開閉扉と吊天秤とを備える。巻上げ・巻下げ機構は、放射性廃棄物が収納された収納容器を吊り上げる。遮蔽筒は、巻上げ・巻下げ機構の下部に設けられ、下端に開口を有し、巻上げ・巻下げ機構により巻き上げられた収納容器を開口から収納する。開閉扉は、遮蔽筒の開口を開閉する。吊天秤は、揚重機との接続部であり、遮蔽筒の上部に設けられる。開閉扉は、遮蔽筒の上下方向中心線と直行する方向にスライドする左側扉および右側扉を有し、左側扉および右側扉は互いに接近する方向にスライドして開口を閉じ、互いに離間する方向にスライドして開口を開く。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係る吊上・運送装置の断面図である。

【図2】実施形態に係る制御装置のブロック図である。

【図3】実施形態に係る吊上・運送装置への収納容器の収納について説明するための図である

【図4】実施形態に係る吊上・運送装置を用いた収納容器の運送について説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、実施形態に係る吊上・運送装置について、図を参照して説明する。説明にあたっては、相互に直行するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなるＸＹＺ座標系を適宜用いる。

【0010】

（実施形態１）
図１は、本実施形態に係る吊上・運送装置１の断面図である。吊上・運送装置１は、遮蔽筒１０、開閉扉２０、巻上げ・巻下げ機構４０、吊天秤５０、制御装置７０を有する。

【0011】

遮蔽筒１０は、例えば、四角柱形状の外形を有し、内部が四角柱形状の空間になっている筒状の部材である。遮蔽筒１０は、鋼材で形成されている。遮蔽筒１０の＋Ｚ側は、中央に巻上げ・巻下げ機構４０のチェーン４１を通す開口を有する鋼材で覆われている。遮蔽筒１０の－Ｚ側は、開口１１になっている。遮蔽筒１０の内壁および外壁は、タングステンや鉛等の放射線の遮蔽性能が高い素材で形成された部材で覆われている。

【0012】

遮蔽筒１０の内壁および外壁を覆う部材の表面は、例えば、表面の凹凸が０．１μｍ以下になるように鏡面仕上げされている。鏡面仕上げの精度は、要求される放射線量の仕様と、その仕様を満たすために必要な洗浄時間および洗浄に使用する水の量等を考慮して決められる。

【0013】

開閉扉２０は、扉２１ａと扉２１ｂ、モーター２６ａとモーター２６ｂ、動力伝達部２７ａと動力伝達部２７ｂを有する。扉２１ａおよび扉２１ｂは、遮蔽筒１０の開口１１を塞ぐ部材である。扉２１ａおよび扉２１ｂは、遮蔽筒１０の－Ｚ側に取り付けられる。図１では、中心線の左側が扉２１ａであり、右側が扉２１ｂである。扉２１ａと扉２１ｂは、レールに沿って配置されており、＋Ｘ方向および－Ｘ方向にスライドする構造になっている。扉２１ａおよび扉２１ｂは、タングステンや鉛等の放射線の遮蔽性能が高い素材で形成されている、もしくは、タングステンもしくは鉛等で表面を覆われた鋼材で形成されている。

【0014】

扉２１ａおよび扉２１ｂの表面は、例えば、表面の凹凸が０．１μｍ以下になるように鏡面仕上げされている。鏡面仕上げの精度は、要求される放射線量の仕様と、その仕様を満たすために必要な洗浄時間および洗浄に使用する水の量等を考慮して決められる。

【0015】

モーター２６ａおよびモーター２６ｂは、例えば、直流モータである。動力伝達部２７ａおよび動力伝達部２７ｂは、モーター２６ａおよびモーター２６ｂの回転を扉２１ａおよび扉２１ｂに伝達し、扉２１ａおよび扉２１ｂを＋Ｘ方向もしくは－Ｘ方向に移動させる。動力伝達部２７ａおよび動力伝達部２７ｂは、歯車、ベルト等で構成される。

【0016】

巻上げ・巻下げ機構４０は、プール内で解体された原子炉圧力容器等の高線量放射性廃棄物が収納された収納容器をプール内から遮蔽筒１０の中まで吊り上げるための部材である。巻上げ・巻下げ機構４０は、チェーン４１を有する電動チェーンブロック等で構成される。巻上げ・巻下げ機構４０は、遮蔽筒１０の上部に設けられる。チェーン４１は、遮蔽筒１０の＋Ｚ側を覆う鋼材に設けられた開口に挿入され、遮蔽筒１０の－Ｚ側（下方向）に引き出されている。チェーン４１の先端には、把持機構４２が設けられている。把持機構４２は、例えば電磁石で構成される。把持機構４２の大きさは、高線量放射性廃棄物を収納した収納容器を引き上げるために必要な磁力を考慮して決められる。把持機構４２の形状は、高線量放射性廃棄物を収納した収納容器の蓋の形状に応じた形状である。把持機構４２は、制御装置７０が巻上げ・巻下げ機構４０を遠隔操作することで、Ｚ軸方向に動作する。

【0017】

吊天秤５０は、クレーンやチェーンブロック等の揚重機との接続部である。吊天秤５０は、遮蔽筒１０の＋Ｚ側（遮蔽筒１０の上部）に取り付けられる。吊天秤５０は、クレーンやチェーンブロック等を取り付けるための開口である取付部５１を有する。

【0018】

図２は、制御装置７０のブロック図である。制御装置７０は、通信部７１、制御部７２を有する。通信部７１は、有線通信もしくは無線通信により、吊上・運送装置１から離れた場所に配置されている吊上・運送装置１を操縦する操縦装置からの制御信号を受信し、制御部７２に受信した制御信号を伝達する。制御部７２は、ＣＰＵ、メモリ等を有するコンピュータである。制御装置７０は、制御信号に基づいてモーター２６ａ、２６ｂを駆動することで、動力伝達部２７ａ、２７ｂを介して、扉２１ａおよび扉２１ｂの開閉制御を行う。制御装置７０は、巻上げ・巻下げ機構４０の制御も行う。

【0019】

次に、図３および図４を参照して、吊上・運送装置１を用いた収納容器２００の運搬について説明する。

【0020】

原子炉圧力容器等の高線量放射性廃棄物３００は、遠隔操作で動作する切断機を用いて、プール１００の水中で解体される（ステップＳ１１）。そして、遠隔操作により、解体された高線量放射性廃棄物３００は、水中で収納容器２００の本体２１０に収納され（ステップＳ１２）、収納容器２００の本体２１０の上面（＋Ｚ側の面）は、蓋２２０で塞がれる。

【0021】

吊上・運送装置１は、吊天秤５０の取付部５１をクレーンやブロックチェーンのフックで吊り下げることで、遠隔操作により、収納容器２００の真上に移動される。巻上げ・巻下げ機構４０の把持機構４２を遮蔽筒１０の下方（－Ｚ側）に下ろす場合、開閉扉２０は、遮蔽筒１０の開口１１が開放状態になるように制御される。そして、巻上げ・巻下げ機構４０を操作して、チェーン４１の先端に設けられた把持機構４２を収納容器２００の蓋２２０の上に下ろす。蓋２２０は、鋼材で形成されている。把持機構４２の電磁石をＯＮにすることで、把持機構４２は収納容器２００の蓋２２０に吸着（磁着）する。把持機構４２は、磁力により収納容器２００の蓋２２０に取り付けられる（ステップＳ１３）。

【0022】

次に、巻上げ・巻下げ機構４０を操作してチェーン４１を巻き上げることで、収納容器２００は遮蔽筒１０の内部に収納される（ステップＳ１４）。収納容器２００が遮蔽筒１０の内部に収納されると、開閉扉２０を閉じることで遮蔽筒１０の開口１１は閉鎖される（ステップＳ１５）。開閉扉２０を閉じることで、遮蔽筒１０の下方から漏れる放射線量は低減される。

【0023】

収納容器２００が遮蔽筒１０の内部に収納されると、吊上・運送装置１は、クレーンもしくはチェーンブロックにより遮蔽容器が設置された所定の場所まで運送される（ステップＳ１６）。そして、巻上げ・巻下げ機構４０を操作してチェーン４１を巻き下げることで、収納容器２００は遮蔽容器内に収納される。把持機構４２の電磁石をＯＦＦにすることで、把持機構４２は収納容器２００から分離される。把持機構４２を遮蔽容器から引き上げたのち、遮蔽容器は蓋で閉鎖される。吊上・運送装置１をプール１００から遮蔽容器まで運送するとき遮蔽筒１０の下方は開閉扉２０で閉じられているので、吊上・運送装置１の運送中に遮蔽筒１０の下方から漏れる放射線量は低減される。

【0024】

高線量放射性廃棄物３００の運送に使用した遮蔽筒１０は、内壁および外壁が放射線で汚染される。吊上・運送装置１を他の原子力発電所でも使用する場合、吊上・運送装置１を他の原子力発電所に運送する前に、遮蔽筒１０に付着した放射性物質を洗浄して放射線量を低減する必要がある。そのため、遮蔽筒１０は、遮蔽筒１０から放射される放射線量が基準値以下になるように洗浄される（ステップＳ１７）。

【0025】

遮蔽筒１０の洗浄は、高圧の水を遮蔽筒１０の内壁および外壁に吹き付けることで行われる。必要に応じてブラシ等を用いて洗浄される。吊上・運送装置１の遮蔽筒１０の内壁および外壁の表面は鏡面仕上げされているので、高濃度放射性廃棄物から放射された放射性物質は遮蔽筒１０の内壁および外壁に付着しにくい。また、遮蔽筒１０の内壁および外壁の表面は鏡面仕上げされているので、遮蔽筒１０の内壁および外壁の表面に付着した放射性物質を短時間の水洗浄で洗い流すことができる。

【0026】

（変形例１）
上記の説明では、遮蔽筒１０の内壁および外壁の表面をタングステンや鉛等の放射線の遮蔽性能が高い素材で形成された部材で覆う場合について説明した。しかし、本発明はこれに限定されない。例えば、遮蔽筒１０の内壁および外壁の表面をタングステンや鉛等の放射線の遮蔽性能が高い素材で形成された部材で覆わないで、遮蔽筒１０を鋼材のみで形成してもよい。鋼材は、タングステンや鉛等よりも放射線の遮蔽性能が低い。そのため、放射線に対する所定の遮蔽効果を得るためには、遮蔽筒１０の壁を厚くする必要があり、遮蔽筒１０の重量が重くなる。タングステン等で形成された部材を使用しない場合、鋼材の表面を鏡面仕上げする。

【0027】

また、遮蔽筒１０をタングステンや鉛等のみで形成してもよい。しかし、タングステンは価格が高い。また、鉛は、環境に対する影響から適用されない場合がある。よって、許容される製造費用と、許容される遮蔽筒１０の重さとの兼ね合いで、遮蔽筒１０に使用する素材を決めることが望ましい。具体的には、遮蔽筒１０をタングステンのみで形成するか、もしくは、タングステンで形成された鋼材を覆う部材の厚さを決める。

【0028】

（変形例２）
実施形態１および変形例１の説明では、遮蔽筒１０の内壁および外壁の表面を鏡面仕上げする場合について説明した。他の実施形態として、遮蔽筒１０の内壁および外壁の表面を、例えば、フッ素加工のようにナノテクノロジーを用いてコーティングしてもよい。遮蔽筒１０の内壁および外壁をコーティングすることにより、高濃度放射性廃棄物から放射された放射性物質は遮蔽筒１０の内壁および外壁に付着しにくくなる。また、遮蔽筒１０の内壁および外壁をコーティングすることにより、遮蔽筒１０の内壁および外壁の表面に付着した放射性物質を短時間の水洗浄で洗い流すことができ、洗浄作業における作業負担を軽減することができる。

【0029】

（変形例３）
遮蔽筒１０を鋼材で形成し、遮蔽筒１０の内壁および外壁の表面を、鋼材よりも低い温度で溶解する素材でコーティングする。コーティングには、タングステンや鉛等の放射線の遮蔽性能が高い素材を使用する。遮蔽筒１０の洗浄時には、遮蔽筒１０を所定の温度の溶鉱炉内に入れ、放射性物質が付着したタングステンや鉛等を溶かして除去する。遮蔽筒を再利用する場合、遮蔽筒１０の内壁および外壁をタングステンや鉛等の放射線の遮蔽性能が高い素材で再度コーティングする。この方法を用いることにより、洗浄に使用する水を減らすことができる。

【0030】

以上に説明したように、本実施形態に係る吊上・運送装置１は、遮蔽筒１０の下方に開閉扉２０を有する。高濃度放射性廃棄物を収納した収納容器２００を遮蔽筒１０に収納した吊上・運送装置１をプール１００から所定の場所に設置された遮蔽容器まで運送するとき、開閉扉２０により遮蔽筒１０の下方の開口１１を閉鎖した状態にする。これにより、遮蔽筒１０から漏れる放射線量を低減でき、作業者の被曝を低減することができる。

【0031】

また、本実施形態に係る扉２１ａ、２１ｂは、タングステンもしくは鉛で形成されている、もしくは、タングステンもしくは鉛で表面を覆われた鋼材で形成されている。したがって、鋼材のみで形成した場合と比べて扉２１ａ、２１ｂを軽量にすることができる。

【0032】

また、本実施形態に係る遮蔽筒１０および扉２１ａ、２１ｂは、表面が鏡面仕上げされている。これにより、放射性物質が遮蔽筒１０の内壁および外壁、および扉２１ａ、２１ｂに付着することを抑制できる。また、付着した放射性物質を短時間の水洗浄で洗い流すことができ、洗浄作業における作業負担を軽減することができる。

【0033】

なお、上記の説明では、把持機構４２を電磁石で構成する場合について説明したが、把持機構４２は、収納容器を吊り上げるためのフックでもよい。この場合、上述したステップＳ１３の工程では、巻上げ・巻下げ機構４０を操作して、チェーン４１の先端に設けられたフックで形成された把持機構４２を収納容器２００の蓋２２０の取付部２２２（図３参照）に引掛けることで、把持機構４２を収納容器２００に取り付ける。

【0034】

また、実施形態１の説明では、遮蔽筒１０の内壁および外壁をタングステンや鉛等の放射線の遮蔽性能が高い素材で形成された部材で覆う場合について説明した。しかし、遮蔽筒１０の外壁に付着する放射性物質の量は、内壁に付着する放射性物質の量と比べて少量である。よって、遮蔽筒１０の内壁のみを放射線の遮蔽性能が高い素材で形成された部材で覆うようにしてもよい。

【0035】

また、実施形態１および変形例の説明では、遮蔽筒１０の内壁および外壁の表面を鏡面仕上げもしくはコーティングする場合について説明した。しかし、遮蔽筒１０の外壁に付着する放射性物質の量は、内壁に付着する放射性物質の量と比べて少量である。よって、遮蔽筒１０の内壁のみを鏡面仕上げもしくはコーティングするようにしてもよい。

【0036】

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施しうるものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0037】

１…吊上・運送装置
１０…遮蔽筒
２０…開閉扉
２１ａ、２１ｂ…扉
２６ａ、２６ｂ…モーター
２７ａ、２７ｂ…動力伝達部
４０…巻上げ・巻下げ機構
４１…チェーン
４２…把持機構
５０…吊天秤
５１…取付部
７０…制御装置
７１…通信部
７２…制御部
１００…プール
２００…収納容器
２１０…本体
２２０…蓋
２２２…取付部
３００…高線量放射性廃棄物

【要約】

【課題】高線量放射性廃棄物が収納された収納容器を吊上・運送装置で運送する際の作業者の被曝の低減を図る。
【解決手段】実施形態に係る吊上・運送装置は、巻上げ・巻下げ機構と遮蔽筒と開閉扉と吊天秤とを有する。巻上げ・巻下げ機構は、放射性廃棄物が収納された収納容器を吊り上げる。遮蔽筒は、巻上げ・巻下げ機構の下部に設けられ、下端に開口を有し、巻上げ・巻下げ機構により巻き上げられた収納容器を開口から収納する。開閉扉は、遮蔽筒の開口を開閉する。吊天秤は、揚重機との接続部であり、遮蔽筒の上部に設けられる。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】